化学前沿讲座作业_化学前沿讲座

化学前沿讲座作业由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“化学前沿讲座”。

金属罐消解－ 石墨炉原子吸收法直接测定

土壤中镉和镍

董杰

(河西学院化学化工学院化学化学121班，1251101105，1563509541@qq.com)

摘要: 利用金属罐加热酸消解－ 石墨炉原子吸收法直接快速测定土壤中的Cd 和Ni。该方法前处理操作过程简便、省力，干扰小，空白低，所用设备简单，成本低廉。试验结果表明，该方法测定土壤中的重金属，测定结果准确可靠，重复性好。经国家一级土壤标准物质样品测定验证，结果与标准值吻合。Cd、Ni 的回收率分别为97.5% ～ 102.5%、98.7% ～ 101.6%，相对标准偏差为3.25%、1.12%，方法检出限为0.1、1.0 μg /L。关键词: 金属罐 消解 石墨炉 土壤 Cd Ni 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。重金属在土壤中积累，达到一定程度便会对农作物的产量和品质产生不良影响，进一步通过食物链最终影响［1］人体健康。在中国，随着污灌面积不断扩大，土壤重金属的污染问题日益严重，近年来，突发性的环境污染事件骤增，其中重金属污染的案例占很大比例。重金属污染问题已日益严

［2］重，对污染环境的治理迫在眉睫，因此，对土壤中的重金属进行定性和定量分析，对于防治重金属污染，维持生态平衡，保护人们的健康，都有着十分重大的意义。目前，常用的土

［3］［4］壤重金属检测分析方法有: 激光诱导击穿光谱法，感应耦合电浆质谱法，火焰原子吸［5］［6］［7］收光谱法，石墨炉原子吸收光谱法和分光光度计比色法。上述方法或者样品前处理较为麻烦;或者测量时间长精密度不高;或者使用的仪器较为复杂，测量成本高。而GB /T 17141—1997《土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法》测定Cd 的方法，又存在着检测限太高，干扰大，需加基体改进剂而导致的效果不好、稳定性差、波动性大等问题。本文采用金属罐消解－ 石墨炉法快速直接测定土壤样品中的Cd、Ni 含量，具有操作简单，进样量少，准确度高，定量准确、迅速等优点，所得结果准确、可靠。实验部分

1．1 主要仪器与试剂

美国PE—600 原子吸收分光光度计，镉、镍空心阴极灯，与主机配套石墨炉，自动进样器，塞曼扣背景。浓硝酸、氢氟酸，均为GB 以上级。高纯氩气: 纯度为99.999%。标准储备溶液: 镉、镍质量浓度均为1.00 mg /mL(标准物质研究中心)。标准工作溶液: 镉、镍质量浓度均为0.01 mg /mL，使用时按要求逐级稀释。实验用水为去离子水。1．2 仪器测量条件

测量条件见表1。

表1 石墨炉测量条件

［8 － 9］1．3 金属罐消解溶解方法

称取土壤样品0.1 g(精确至0.000 1 g)于聚四氟乙烯消解罐中，加入1 mL HF + 2 mL HNO3溶液，将聚四氟乙烯管放置于金属罐中密封，置烘箱中于180 ～ 190 ℃加热24 ～ 30 h，冷却，将聚四氟乙烯管取出，放置在电热板上蒸至近干(140 ℃左右)，再加少许HNO3(＜ 1 mL)，蒸干(干透)，加入2 mLHNO3 + 3 mL 去离子水，如前密封，置烘箱内于140 ℃加热4 ～ 5 h，冷却至室温，直接定容到100 mL 容量瓶中，待测。随同做空白试样。1．4 校准曲线的绘制

准确配制0、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5 μg /L的镉标准溶液及0、5、10、20、30、50 μg /L 的镍标准溶液，按照表1 设定的仪器条件测定标准溶液，绘制标准曲线。同时测定空白试样。1．5 样品测定

将已处理好的土壤样品在测定标准曲线相同条件下进行测定，同时做全程序试剂空白，然后计算其含量。结果与讨论

2．1 样品消解方法

采用金属罐消解法消解土壤样品时，为控制好空白，避免样品损失，消解液加入量不宜太多，温度不宜太高，时间不宜太长。金属罐消解通过样品与酸的混合体内部发热，热量损失很少，从而使样品快速分解。消解时，硝酸加入量要适宜，太高会造成测定结果偏低，而且在高温下硝酸对石墨炉具有腐蚀性，造成仪器的损害。如果消解后硝酸残留量多，可在通

［10］风橱中低温加热，蒸发至近干。用混合酸分解土样，能彻底破坏土壤晶格，适于重金属的测定，消解过程中要控制好温度和时间。2．2 金属罐消解条件的选择

对HNO3 － HF 这一消解体系，按照不同用量、消解温度及消解时间进行试验。结果表明，酸比例为2 ∶

1、温度为190 ℃、消解时间在24 ～ 30 h，能获得满意的结果。试验结果如图1 ～ 3 所示。

图1 混酸不同比例与A 的关系

图2 消解时间与A 的关系

θ /℃

图3 消解温度与A 的关系

2．3 方法检出限

以空白溶液测定10 次的标准偏差的3 倍所对应的浓度作为检出限，测得镉的检出限为0.1 μg /L，镍的检出限为1.0 μg / L。此检出限可以满足日常监测要求。2．4 干扰试验

++2 +2 +2 +3 + 试验表明，在所选试验条件下，5000 倍的K、Na、Ca、Mg、Zn，250 倍的Fe、4 +6 +2 +2 +2 +Mn、Mo、Cu，800 倍以下的Pb、Co 对测定无干扰。2．5 方法的精密度及稳定性试验

土壤测定用ESS—1 质控样作分析质量控制样，测定15 次，其重复性和稳定性见表2。由表2 看出，Cd、Ni 的测定值在标准值的范围之内，RSD 分别为3.25%及1.12%。2．6 线性方程与线性范围

将Cd、Ni 标准溶液均用1% 的HNO3溶液介质逐级稀释配制系列标准工作溶液，系列准工作溶液质量浓度见表3，按1． 2 仪器条件测定标准溶液的谱线强度，对谱线强度X 和标准溶液的浓度Y 进行线性回归，得线性方程与相关系数(表3)。

表2 ESS—1 质控样重复性和稳定性实验结果

2．7 加标回收率试验

按照限定的工作条件和金属罐消解程序，在样品中分别加入不同量的Cd、Ni 标准溶液进行加标回收试验，结果见表4，由表4 可知，待测元素Cd、Ni的回收率均接近100%，表明方法准确可靠。2．8 样品测定

用本试验方法对实际土壤样中的Cd、Ni 含量进行测试，结果如表5 所示。由表5 可看出所采集土壤中Cd、Ni 的含量情况，Cd 含量范围在0.052 ～0.266 mg /kg之间，Ni 含量范围在15.7 ～ 58.2 mg /kg之间。均能达到土壤的环境质量标准要求。

表5 土壤样品的分析结果

结语

(1)用金属罐消化样品快速、完全、易保存。

(2)用石墨炉原子吸收法直接测定土样，用ESS—1 质控样作对照测定及加入标准作回收试验，试验结果证明方法可靠。

参考文献

［1］于艳秋，张笑竹，刘娟． 重金属污染对人体的危害［J］．企业标准化，2008，1: 16． ［2］李战，李坤． 重金属污染的危害与修复［J］． 现代农业科技，2010，16: 268 － 270．

［3］王建伟，张娜珍，侯可勇，等． LIBS 技术在土壤重金属污染快速测量中的应用［J］． 化学进展，2008，20(7): 1165－ 1171.［4］芮玉奎，孔祥斌，李静． 应用ICP － MS 检测不同种植制度土壤重金属含量［J］． 光谱学与光谱分析，2007，27(6): 1201 － 1203．

［5］任海仙，王迎进． 微波消解－ 火焰原子吸收光谱法测定土壤中重金属元素的含量［J］． 分子科学学报，2009，25(3): 213 － 216．

［6］马元庆，杨建敏，刘义豪，等． 微波消解－ 石墨炉原子吸

收法研究海湾扇贝中重金属的富集效应［J］． 齐鲁渔业，2009，26(1): 17 － 19．

［7］景丽洁，马甲． 火焰原子吸收分光光度法测定污染土壤中5 种重金属［J］． 中国土壤与肥料，2009(1): 74 － 77．

［8］许海，王沽琼，徐俊，等． 土壤重金属测定中不同消解方法的比较［J］． 常州工学院学报，2008，21(4): 70 － 74．

［9］王京文，徐文，周航，等． 土壤样品中重金属消解方法的探讨［J］． 浙江农业科学，2007(2): 223 － 225．

［10］奚旦立，孙裕生，刘秀英． 环境监测［M］． 北京: 高等教育出版社，2004：257 － 259．